城市燃气管网检测技术的分析

城市燃气管网检测技术的分析

程峰

摘要：管道运输是燃气运输的主要途径，具有高效、安全且污染小的诸多优点。城市燃气管网的安全检测在燃气运输中尤为重要，提高燃气运输安全性的关键在于完善燃气管网的检测技术，本文对目前应用的检测技术进行了简要的分析，主要包括空气检测、电缆检测等直接检测技术，流量判断、压力点分析等间接方法，还有一些新型技术等。

关键词：燃气管网；直接检测；间接检测

引言：随着经济建设和社会建设的不断发展进步，我国燃气需求量也越来越大，城市居民主要依靠城市内的燃气管道输送。城市燃气管网错综复杂，长期埋于地下的燃气管容易发生化学和电化学腐蚀等变化，出现管道破损及泄露的危险较大。因此，对城市燃气管网进行定期必要的检测十分关键，是保证城市燃气安全输送的必要手段。

1.城市燃气管网直接检测技术

（1）直接观察法。通过人工巡视城市燃气管网，利用人的直接感官观察判断燃气管道泄露情况，例如闻、听、看等方法，这种检测方法要求检测人员的专业水平极高，责任心良好并且具有多年的相关工作经验。为了提高人工判断的准确性，可使用辅助仪器，如泄露探测仪和红外探测仪等。直接观察法操作简便，但是其缺点是不能实时连续地监测燃气管道的具体情况。(2)空气检测法。通过取样进行检测的方法来确定燃气管道泄露的情况。空气检测法所用的检测仪器分为两种，一种是可燃气体检测器，其原理是氧化催化，利用传感器监视可燃气体，对空气中提取到的燃气泄露的样本进行信号的转换，得出的不同信号值代表不同的可燃气体浓度。若燃气浓度达到20%预警下限，信号会触发检测器中的报警设备。另一种时火焰电离检测器，其主要工作模式是收集碳原子并计数，超过预警值便报警。收集的碳原子是空气中的烃类经过纯氢火焰燃烧后产生的。(3)泄露电缆检测法。由特殊材料制成的泄露电缆中含有的特殊成分会与管道中的燃气发生反应，一旦电缆发生劣化，燃气泄露便会触发报警信号。泄露电缆检测法分为电缆特性阻抗改变和电缆短路两种预警情况，此方法灵敏度良好，对于燃气管道破损泄露燃气能够及时的预警，但是缺陷是造价高、铺设维护工作困难。

2.城市燃气管网间接检测技术

（1）流量判断法。主要判断燃气管道内气体的流量差额，从而确认燃气管道情况，是否发生了燃气泄漏现象。当流量差额较大，流量低于预先设置好的数值时，流量计便会自动触发相关信号，并将信号传导到预警设备，从而发出报警。流量判断发要求所应用的流量测试仪具有较好的精准度，而优质的流量测试仪造价费用较高。(2)声波检测法。燃气管道泄漏出的气体在管道外部会形成涡流，并在管道内出现一段声波，声波的存在会形成一定的声场。声波检测法利用燃气泄漏时发出的声波作为基础信号源，在燃气经过的燃气管道上安装传感器，一旦发生燃气泄漏，并在流动中经过传感器，传感器便收集这段声波然后进行自动分析，以此来判断燃气管道是否完好，如若发生泄漏并能对泄漏位置精准定位。但是，为精准检测需要安装多个传感器，在一定程度上增加了成本投入[1]。

（3）压力点分析法。此方法的检测原理是管内气压在燃气正常运输的时候保持稳定状态，一旦发生管道破裂燃气泄漏，气体传送时会沿着管道产生扩张波，管道各处原有的气压状态被打破稳定，压力发生变化的数值超过一定值时，便会触发报警。通过监测管道内压力变化状况，便能确定燃气泄漏点。压力点分析法是目前应用最广泛的检测方法，其检测燃气管道情况的响应时间较快，但对于最初燃气泄漏的时间判断不够准确，对于微渗的发生也不能及时发现。（4）模型测算法。分析和计算管道的各种实时参数，对于估算值和测量值进行对比分析，建立管道传输模型。在建立模型时，要想达到精确的模型计算，需对燃气压力、温度和密度等多种影响因子进行全方位地考虑。（5）神经网络模糊识别。普通模型判断燃气管道泄漏有一定程度上的差异性和不准确性，神经网络模糊识别技术以样本为对象，学习样本并且无限接近于非线性函数。这种技术具有高灵敏度、抗干扰和噪音的能力强，并且极大的提升检测的精确度，基本无误进行报警，但是不能精确定位到点。

3.城市燃气管网新型检测技术

（1）气体敏感检测法。采用简单快捷的检测设备，检测的探头是燃气传感器。对燃气管进行检测时，操作人手持检测设备顺延管道移动，当空气中的可燃性气体浓度超出正常情况时，会触发检测设备的报警系统。这种检测设备可有效检测9km/天的管道距离。（2）超声波检测法.目前，超声波检测法是最适合管道内检测的方法。超声波检测管道范围广泛，方法简单，对于管道内腐蚀点定位精准无需校对，特别适合直径较大、管道壁较厚的燃气管检测。超声波检测原理主要依据声学性能差异，经过超声传射波形的反射状况、穿透所用的时间以及能量的损耗情况来分析管道内部状况。所用的仪器时管道超声波检测器，结构复杂，集机械构造、电子信息和计算机功能与一体，受管道内部压力推动，设备的超声探头对燃气管壁进行列阵扫描，内部检测元件检测燃气管壁腐蚀状况，随后进行数据分析处理存储。此方法所用仪器复杂，设计难度较高。（3）AIS系统检测法。此系统是美国AIS公司开发的燃气泄漏检测技术，其主要工作原理是检测瞬时声波。优点在于ASI系统捕捉管道爆裂瞬间产生的声波瞬时改变的能力较强，据悉，AIS系统对于燃气管网极微小爆裂的响应时间基本不超过55秒，定位破裂位置的准确度不低于30米，是目前最先进的燃气管网检测系统[2]。

结语：我国主要的燃气输送方式便是利用管道进行输送，而管道输送面临的问题就是易受腐蚀出现管道破裂燃气泄漏的现象，一旦发生燃气泄漏，对人身及财产安全都有极大的威胁。因此，如何高效、及时的检测燃气管网的状态成为社会各界一致关注的问题，燃气管网的检测技术需要从多个方面进行提高，充分利用已有的成熟技术，并开发新型技术，提高城市燃气安全输送水平。

参考文献：

[1]崔晓燕.城市燃气管道泄漏检测技术的发展现状探究[J].中国石油石化，2016，22：67-68.

[2]梁耀方.城市燃气泄漏检测新方法及其应用[J].化工管理，2017，18:64.